限公司生产的GPS第二代芯片。,它能够并行接收12通道,其所接收的信号频段主要位于民用的GPS L1频带信号,即1575.42兆赫兹。在没有SelectiveAvailability干扰的前提下,改接收模块的平均位置误差仅仅只有10 m ,动态的速度误差大约在0.1ms. SiRF Star II GPS接收模块的信号灵敏度大约为-142dBm。在冷启动状态下仅需要约42秒的定位时间;而在热启动的情况下,其所需的定位时间仅仅为38秒左右;如果是重新定位,其所花时间仅仅为8秒左右。
SiRF Star II GPS接收模块引脚如图7所示。
图7 SiRF Star II引脚图
其引脚说明如下:
1号管脚为GND端口,用来提供电源的接地端;3号管脚为电源的输入端,一般情况下连接+5V电源;2号管脚为TXD端口,通常与外部振荡器相连。该GPS信号接收模块的正常工作电流约为75毫安。其正常工作电压约为2.7伏至3.3伏之间。整个GPS接收模块主要由GRF2i射频集成电路以及GSP2e数字集成电路构成。
在该GPS信号接收中所采用的天线已经被封装在模块内部了。该天线是一种可靠性高,灵敏度高的迷你天线,为整个接收模块的正常工作提供了可靠的保证。
SiRF Star II主要特征如表3示:
表 3 SiRF Star II主要特征
(四)实时显示模块概述
本设计中的实时显示模块采用LCD液晶显示模块。其内部点阵为16X16,相当于8192个汉字。该模块同时包括由8X16点阵构成的128个字符,以及显示RAM的功能,其点阵大小为64X256。整个显示模块能够实现汉字和基本图形的实时显示。LCD液晶实时显
示模块的引脚分布如图8所示。
图8实时显示电路图
主要技术参数和显示特性祥见表4:
表 4 实时显示模块技术参数及显示特性
实时显示模块引脚如表5所示。
表 5 实时显示模块引脚分布
表 5引脚说明
(五)电路原理图 电路原理图见附录一。 四 软件设计 (一)软件设计思路
本设计的核心问题是如何实现GPS接收模块与单片机的通讯,和微控制器接收到的信息如何筛选编排显示到液晶显示模块的位置。整个软件编程是由C语言完成的。
在软件设计上是用模块化思想。之所以采用模块化设计理念,主要是考虑软件的模块化具有功能清晰,调试方便的特点。此外,在考虑到软件的更新及功能的扩展,以及
保证软件能够方便的在不同的硬件平台上的移植性等因素,整个方案的软件主要分为实时显示模块,GPS数据接收模块,单片机模块三部分开展。
(二)程序流程图
整个程序流程图如图9所示
图9 软件程序流程图 图9 程序流程图
(三)模块软件设计 1.实时显示模块
在设计中所使用的LCD液晶显示模块,其流程图如图10所示:
图10实时显示模块流程图
部分子程序如下:
2.GPS数据接收模块
GPS接收模块必须先有能够识别的信号发送到微控制器。其流程图如图11所示:
图11 GPS数据接收模块流程图
部分子程序如下:
3. 单片机模块
由GPS模块接收的数据接收到微控制器的数据,分析,处理,将处理后的数据,由液晶显示器显示。其流程图如图12所示:
图12单片机模块流程图
部分程序段代码如下: 源程序其它代码详见附录三。
五 软件调试与仿真测试 (一) 软件调试
软件调试的任务是使用在线仿真调试的开发工具,找出并纠正编程错误,而且还可以发现硬件故障。检查GPS模块步骤程序,了解情况,通过观察LCD ,GPS信号的接收条件。第三步骤中的程序,通过GPS模块和液晶显示模块程序,结合在LCD显示器上的信息的GPS观测。
(二) 仿真测试过程
1.建立一个新工程,如图13所示。
图13 建立新工程
2.再进入菜单FileNew生成一个*.C格式的源文件,然后单击“Target 1”前面的“+”号,然后在“Source Group 1”上单击右键,弹出如下图14所示界面加入源文件。
图14 加入源文件界面
3. 加入源程序完成后进入菜单ProjectBuild target编译工程,如图15所示。
图15 生成文件
4.Proteus仿真测试结果图,如图16所示。 仿真电路原理图见附录二。